多孔双相磷酸钙陶瓷修复骨质疏松症大鼠颅骨极量缺损的实验研究

目的:探讨多孔双相磷酸钙陶瓷支架(BCP)对骨质疏松症SD大鼠颅骨极量缺损的修复效果。方法:建立骨质疏松症SD大鼠颅骨极量缺损模型,运用BCP修复颅骨极量缺损,分为4组,分别是Ctrl组,OP组,Ctrl+BCP组,OP+BCP组,8周后处死大鼠,应用Micro-CT、HE和Masson染色检测骨形成差异。结果:Ctrl组和OP组未见明显新生骨组织;Ctrl+BCP组和OP+BCP组可见新生骨组织,骨质疏松症组(OP+BCP组)新生骨组织明显少于非骨质疏松组(Ctrl+BCP组)。结论:BCP对骨质疏松症SD大鼠颅骨极量缺损具有一定的修复作用,可作为骨质疏松症大鼠颅骨极量缺损修复的支架材料,但修复效果弱于正常SD大鼠。

高脂高糖饮食结合链脲佐菌素建立2型糖尿病性骨质疏松症大鼠模型

背景:单纯给予高脂高糖饮食诱导建立糖尿病骨质疏松症模型时间较长,费用高,成模稳定性较差。化学药物链脲佐菌素诱导法就被作为研究绝经后骨质疏松的动物模型建立的最常用方法之一,目前对于该疾病模型的鉴定报道较少。目的:建立大鼠2型糖尿病性骨质疏松模型,并对建立的2型糖尿病大鼠骨质疏松动物模型进行鉴定。方法:选择7周龄雄性SD大鼠32只,根据体质量采用随机数字表法将其随机分为对照组(16只)和模型组(16只),模型组采用高脂高糖饲料喂养4周,并且按35 mg/kg一次性腹腔注射链脲佐菌素诱导成为2型糖尿病性骨质疏松症模型;对照组采用普通饲料喂养4周,并且按10 mL/kg腹腔注射等剂量柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液。从形态学、组织学、影像学等几方面对两组大鼠进行研究。实验方案经西南医科大学动物实验伦理委员会批准。结果与结论:①模型组16只大鼠成模12只,成模率75%;②与对照组大鼠比较,模型组大鼠在注射链脲佐菌素后,体质量呈现出先下降、后稍回升的趋势;大鼠表现出多饮、多尿、多食等糖尿病症状;空腹血糖明显升高(P<0.05),并呈持续状态;股骨组织学切片可见骨小梁稀疏;胫骨Micro-CT扫描及三维重建显示大鼠骨体积分数及骨小梁数量显著降低,骨小梁分离度显著升高,出现明显骨质疏松影像;③结果可说明,选取的7周龄SD大鼠在高糖高脂饲料喂养4周基础上,联合采用小剂量链脲佐菌素(35 mg/kg),可以成功建立2型糖尿病性骨质疏松症大鼠模型。从形态学、组织学、影像学等几方面可以确定糖尿病性骨质疏松症模型的建立。

黄精多糖干预骨质疏松小鼠脂肪干细胞成骨分化的实验研究

目的:研究不同浓度的黄精多糖(polygonatum sibiricum polysaccharides,PSP)对骨质疏松小鼠脂肪干细胞(adipose derived stem cells in osteoporosis mice,OP-ASCs)成骨分化的影响。方法:建立骨质疏松症小鼠动物模型。体外分离培养OP-ASCs。使用不同浓度(5、10、25、50、75、100 mg/L)PSP干预OP-ASCs,成骨诱导后,CCK-8法检测细胞增殖;PSP干预OP-ASCs成骨诱导3 d和5 d后,Western blot及Real-time PCR检测成骨相关因子表达情况;碱性磷酸酶染色检测成骨能力改变。结果:PSP干预后第1、3、5、7天,相较于空白对照组,其他组OP-ASCs细胞增殖活力增加。其中PSP浓度为75 mg/L和100 mg/L时OP-ASCs细胞增殖活力较其他实验组有所下降(P<0.001)。在PSP浓度为50 mg/L时,Western blot及Real-time PCR结果显示:实验组Runx2、OPN、β-catenin、P-GSK-3β蛋白及其基因表达水平明显高于对照组(P<0.05);碱性磷酸酶染色示成骨效果实验组高于对照组。结论:PSP可以增强OP-ASCs成骨分化能力,可能是PSP通过上调Wnt/β-catenin信号通路实现。

骨质疏松症小鼠脂肪干细胞结合双相磷酸钙陶瓷修复骨质疏松症小鼠颅骨缺损

背景:相关研究表明双相磷酸钙可有效重建骨质疏松症伴颅骨极量缺损动物模型的骨质缺损,另有研究展望了脂肪干细胞在骨质疏松性骨折及其继发骨缺损防治中的潜在应用前景,课题组前期研究结果表明,相较于正常脂肪干细胞,骨质疏松症小鼠脂肪干细胞(osteoporosis adipose-derived stem cells,OP-ASCs)的体外增殖能力及成骨分化潜能显著降低。目的:探讨OP-ASCs结合双相磷酸钙对骨质疏松症小鼠颅骨极量缺损的重建效果。方法:18只C57BL/6雌性小鼠随机均分为3组:空白组、双相磷酸钙组、OP-ASCs/双相磷酸钙组,建立骨质疏松症小鼠颅骨极量缺损模型,空白组不植入材料,另两组分别植入双相磷酸钙、OP-ASCs/双相磷酸钙复合体。各组于第8周及12周分别处死3只小鼠,采用Micro-CT、苏木精-伊红染色、Masson染色检测其颅骨缺损部位骨形成差异。结果与结论:①术后第8周及第12周,空白组仅在颅骨缺损边缘可见少量新生骨组织,而另两组颅骨缺损部位可见明显新生骨组织,且OP-ASCs/双相磷酸钙组新生骨组织明显多于双相磷酸钙组(P<0.05);②第12周,双相磷酸钙组及OP-ASCs/双相磷酸钙组新生骨组织均明显多于第8周(P<0.05),且第12周OP-ASCs/双相磷酸钙组新生骨组织与双相磷酸钙组的差距较第8周更为明显(P<0.05);(3)结果表明,OP-ASCs/双相磷酸钙复合体对骨质疏松症小鼠颅骨极量缺损具有良好的重建效果,且重建效果较单纯双相磷酸钙更佳。

糖尿病骨质疏松症模型小鼠脂肪干细胞的成骨能力

背景:长链非编码RNA(long noncoding RNA,LncRNA)-DANCR可调节包括骨代谢的多个生物学过程。课题组基因芯片结果显示糖尿病骨质疏松小鼠脂肪组织中LncRNA-DANCR显著高表达。目的:探究LncRNA-DANCR通过Wnt/β-catenin信号通路对糖尿病骨质疏松小鼠脂肪干细胞成骨能力的影响。方法:分离培养糖尿病骨质疏松小鼠和正常对照小鼠脂肪干细胞,成骨诱导3 d后,采用qRT-PCR、Western blot检测LncRNA-DANCR、Wnt信号分子β-catenin以及成骨转录因子(RUNX2、OPN)的表达。设计LncRNA-DANCR特异性siRNA转染糖尿病骨质疏松小鼠脂肪干细胞,成骨诱导3 d后,采用qRT-PCR、Western blot和碱性磷酸酶染色检测Wnt信号分子β-catenin、成骨转录因子(RUNX2、OPN)的表达以及成骨能力改变。结果与结论:①成骨诱导3 d后,糖尿病骨质疏松小鼠脂肪干细胞的LncRNA-DANCR表达水平显著高于正常对照小鼠脂肪干细胞,Wnt信号分子β-catenin和成骨转录因子RUNX2、OPN的表达显著低于正常对照小鼠脂肪干细胞;②siRNA转染糖尿病骨质疏松小鼠脂肪干细胞成骨诱导3 d后,β-catenin以及RUNX2、OPN显著高表达,成骨能力增强;③结果表明,LncRNA-DANCR通过抑制Wnt/β-catenin信号通路降低糖尿病骨质疏松小鼠脂肪干细胞的成骨能力,沉默LncRNA-DANCR可恢复其成骨能力。

骨质疏松症大鼠脂肪干细胞成骨能力及Mettl14和Notch1表达的探究

目的比较骨质疏松症脂肪干细胞(osteoporosis adipose-derived stem cells,OP-ASCs)和正常脂肪干细胞(control adipose-derived stem cells,Ctrl-ASCs)成骨能力的差异,并探究RNA甲基化转移酶14(methyltransferase-like 14,Mettl14)以及Notch信号分子1(Notch signaling molecule 1,Notch1)的表达水平。方法去势法(OVX)构建骨质疏松症SD大鼠动物模型(OP组),同时设立对照组(Ctrl组)。Micro-CT、HE和Masson染色鉴定骨质疏松症模型是否构建成功。贴壁法分离培养出OP-ASCs和Ctrl-ASCs。茜素红、阿利辛蓝和油红O染色检测OP-ASCs和Ctrl-ASCs三向分化能力,流式细胞术检测OP-ASCs和Ctrl-ASCs表面抗原CD29、CD44、CD90、CD31、CD34、CD45鉴定脂肪干细胞(adipose-derived stem cells,ASCs)。茜素红染色及Runt相关转录因子2(Runt-related transcription factor 2,Runx2)mRNA和蛋白的表达比较OPASCs和Ctrl-ASCs成骨能力的差异。实时荧光定量PCR、Western blot探究OP-ASCs和Ctrl-ASCs的Mettl14、Notch1在mRNA和蛋白水平上的表达差异。结果Micro-CT、HE和Masson染色显示OP组胫骨较Ctrl组骨小梁数量减少,间距增大,证明OP组建模成功。三向分化及流式细胞检测结果证明成功分离培养ASCs。成骨诱导后,茜素红染色显示OP-ASCs矿化结节较Ctrl-ASCs数量少、分布散在;OP-ASCs中Runx2表达较Ctrl-ASCs低(P<0.05)。OP-ASCs的Mettl14以及Notch1表达较Ctrl-ASCs低(P<0.05)。结论OP-ASCs成骨能力较Ctrl-ASCs低,OP-ASCs的Mettl14表达降低,Notch信号通路受到抑制。为进一步研究OP-ASCs成骨分化过程中Mettl14和Notch1的具体作用机制奠定了基础。